异步电动机软启动分析
浅谈异步电动机软启动
可靠性 的进一步提 高 ， 未来成为主流产品软起动装置 将是带有软
参考 文 献
［Ｒ锦波， １＇ ］Ｉ 张承慧， 电机与拖动第一版Ｄ 等． 清华大 学 出版社 ，０ ６ ２０． Ｉ李晓钢． ２ １ 异步电动机晶闸管软起动器的应用探讨 串接电抗器起动、＿ Ｙ △起动、自藕变压器将压起动、 电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调 企业技术开发，０ ６（ ） ２ ０ ，８． 所 能够 延边三角形起动。而对绕线式交流电动机， 常采用转 节 ， 以电子 软起动器是 无级调节 的 ， 连续稳定 【 甫荣， ３ 除 交流异步电动机软起动技Ｎ Ｍ． 家电力 Ｉ Ｉ ￣ 子串接频敏变阻器起动、 转子串电阻分级起动。但这 调节电机的起动， 而传统起动的调节是分档的， 即属 公 司热工研 究院 些传统的起动方法都存越一些问题。 于有级 调节范围。 ［黄俊 ， ４ 】 王兆安． 电力电子变流技术第三版 机械 定子 串接电阻起动： 由于外 串 了电阻 ， 在电阻 上 冲击转矩和 冲击 电流小。软起动器在起 动电机 工业 出版社 ． ０ １ ２ ０． 有较 大的有功损耗 ， 别对中型 、 特 大型异 步电动机 更 时 ， 是通过逐 渐增大 品闸管的导通角 ， 电机 起动 电 使 不经济， 因此在降低了起动电流的同时、 却付出了较 流限制在设定值以内， 因而冲击电流小 ， 也可控制转 为氧气与工件碎屑或磨料相混和时可能发生强烈的 级 的精度 和没有缺陷的表面 。 细磨料在 旋转轮 的约 微 化学反应， 此外， 压缩气体要经过过滤和干燥， 以除去 束下和工件表面接触， 通过控制旋转轮的运动就可以 油和水分； 喷射 １ １ 工要在防尘罩内或在吸力足够的吸 得到十分理想的加工精度。 弹性发射加工利用游离磨 尘器 附近 进行 。 料和工件表层材料原子相结合， 然后在加工液动压力 ２ 弹性发目力工 ． ７ 于日 和剪切应力的作用下 ， 磨粒离开结合表面， 从而实现 弹性 发射 加工 （ｌ ｔ ｎｓｉ ｃｉｉ ） Ｅａ ｉ Ｅ ｆｓ ｎＭａｈｎｎ 是 对工件的微去Ｉ 口 弹性发射力 工和传统的加工方 ｓｃ ｉ ｏ ｇ 锄 工。 Ⅱ 由日 Ｍｏ 在 １７ 本 ｒ ｉ ９６年发明的” 原子级尺寸加工方 法相比有以下两个显著的特点： 加工机床的刚度比传 法“ 。其加工系统是由 旋转轮、 加工液和工件组成。 工 统自由工方法要求低； 勺日 加工过程不受温度变化和机ｌ 禾 件和旋转轮都浸口在加工液中， 旋转轮通常是由聚氨 振 动的影 响。根据力１２ １ 条件（ ２ １ 磨料尺寸 、 硬度、 介质黏 加 工液由水 和微细磨 料 度 、 旋转 轮速度 、 加工液 剪切应力 、 工时间 、 向载 加 法 （ 亚微 米或 几十个纳米 ） 和而成 ， ｛ 昆 通过控制法 向载荷 荷 大小 ） 和工件材料 的不同 ， 可获得纳米级 精度 和表 使旋转轮 和工件之阎 的问隙在 １左右 ，当旋转轮 旋 面粗糙度值， 没有热损伤和表面变质层。 转时 ， 旋转轮与工件之间的楔形间隙 就『成 了类 似于 髟 ３游离磨粒加工技术 的发展趋势 科学的发展， 采用特殊材料的机床将具有更高的精度 和稳定性。 电子学的进步则使机床控制技术得以极大 提高。这些都使材料的去除量达到纳米级成为可能。 利用场效应辅助抛光是游离磨粒加工的另一发展趋 势。通过控制工件所受的加工压力来操纵材料的去 除， 最终达到弱力乃至微力加工是提高超光滑表面加 工效率 的— 条重 要途径。 ４结束语。随着科学技术的进步， 开发出越来越 多的新型材料，对材料的加工精度要求也越来越高。 游离麝粒 加工技术作为一种精密加工技术 ， 其具有的 独特优 势使其可 以
软启动方式
软起动的起动方式软起动器的功能主要是实现软起动和软停车，而软停车相当于是软起动的逆过程。
三相异步电动机软起动器拥有多种起动模式，可以满足不同的起动要求。
下面详细介绍：(1)限流起动限流起动就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值Im 的软起动方式，起动波形如图2-8所示。
主要用于轻载起动的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长，直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流不大于该值的条件下逐渐升高电压，直到额定电压。
这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整起动电流的限定值Im。
其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起动时间相对较长。
该方法应用较多，适用于风机，泵类负载。
图2-8 限流启动波形(2)电压斜坡起动输出电压由小到大斜坡线性上升，将传统的有级降压起动变为无级，主要用在重载起动。
它的缺点是起动转矩小，且转矩特性呈抛物线型上升对起动不利，起动时间长，对电动机不利。
改进的方法是采用双斜坡起动，如图2-9所示。
输出电压先迅速升至U(U，为电动机起动所需的最小转矩所对应的电压值)，然后按设定的斜率逐渐升高电压。
直至达到额定电压，初始电压和电压上升率可根据负载特性调整。
在加速斜坡时同期闻，电动机电压逐渐增加，加速斜坡时间在一定时间范围内可调整，加速斜坡时间一般在2～60秒之间。
这种起动方式的特点是起动电流相对较大，但起动时间相对较短，适用于重载起动的电动机。
图2-9 电压斜坡启动波形(3)转矩控制起动主要用于重载起动，如图2-10所示。
它是按照电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压。
其优点是起动平滑、柔性好、对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，使最优的重载起动方式。
其缺点就是起动时间较长。
图2-10 转矩控制启动波形(4)转矩加突跳控制起动转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样，也是用在重载起动的场合。
所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。
交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究
交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究随着现代化工业的发展，异步电动机的应用越来越广泛。
在工业界中，异步电动机一直是主流电动机种类。
它结构简单、可靠性高、成本低，因此在工业设备控制中受到广泛应用。
尽管异步电动机在许多应用领域使用广泛，但它们面临的最大挑战之一是启动时的大电流问题。
为了解决这个问题，今天我们将讨论交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究。
固态软启动器是一种最大限度降低异步电动机启动时电流冲击的控制装置。
与传统的直接启动相比，固态软启动器可以实现电流的平稳变化，从而提高设备的可靠性，延长设备的使用寿命。
与此同时，软启动器还可以降低设备的能源消耗，并减少对电网的影响。
因此，研究交流异步电动机固态软启动器技术已经成为当前电动机控制的热点问题。
交流异步电动机固态软启动器技术主要包括两个模块：前端整流模块和后端逆变模块。
前端整流模块是将交流电源转换为直流电源的过程，后端逆变模块可以根据需要将直流电压转换为交流电压。
在软启动过程中，前端整流模块可以根据需要调整输出电压和输出电流，以平稳的方式将异步电动机加速到工作速度。
为了验证交流异步电动机固态软启动器技术的可行性和有效性，本文采用Matlab仿真平台进行了实验。
仿真结果表明，软启动器可以平稳、低电流地启动电机，从而避免了传统的直接启动带来的电流冲击。
此外，仿真结果还表明，软启动器能够满足工业生产的实际需求，是一种可行的电动机控制方案。
总之，交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究是当前电动机控制的热点问题之一。
通过对软启动器的设计和仿真分析，可以实现电机的平稳启动，保护设备安全，延长设备寿命，降低能源消耗，从而在工业自动化控制、能源管理等方面发挥重要作用。
除了软启动功能，交流异步电动机固态软启动器技术还具有很多优点。
例如，它们不仅可以大大降低起动时的电流冲击，而且可以在电机运行中保证高效率、低噪声和平滑的运行。
此外，软启动器还减轻了电网的压力，保护了电源和设备。
软启动器的工作原理分析
（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过 逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线 性上升至设定值。
（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制， 使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起 动。
（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可 自由地无级调整至最佳的起动电流。
6、软起动器在起动时报故障，软起动器不工作，电机 没有反应。故障原因可能为： a-电机缺相（检查电机和外围电路） b-软起动器内主元件可控硅短路（检查电机以及电网电 压是否有异常。和厂家联系更换可控硅） c-滤波板击穿短路（更换滤波板即可） d-控制板问题更换控制板
◆ 软起动器过热保护: 温度升至80℃士5℃时保护动作，动作时间 <0.1 秒;当温度降至55℃时(最低)，过热保护解除。 ◆ 输入缺相保护：滞后时间: <3秒
◆ 输出缺相保护：滞后时间: < 3秒 ◆ 三相不平衡保护：滞后时间: < 3秒，以各相电流偏差 大 于 50%士10%为基准 ◆ 起动过流保护：起动时持续大于电机额定工作电流5倍 时保护动作。
2、起动报缺相故障，软起动器故障灯亮，电机没反应。 出现故障的原因可能是： a-起动方式采用带电方式时，操作顺序有误（正确操作顺 序应为先送主电源，后送控制电源）。 b-电源缺相或者三相电末上，软起动器保护动作（检查电 源） c-软起动器的输出端未接负载（输出端接上负载后软起动 器才能正常工作） d-控制板有问题更换控制板
在工程中最常用的就是三相异步电机，由于 其电机启动特性，这些电动机直接连接供电系统 启动（硬启动），将会产生高达电机额定电流5 －7 倍的浪涌（冲击）电流，使得供电系统和串 联的开关设备过载。另一方面，直接启动，也会 产生较高的峰值转矩，这种冲击不但会对驱动电 动机产生冲击，而且也会使用机械装置受损；还 会影响接在同一电网上其他电气设备正常工作。 鼠笼型异步电动机电子软启动器的诞生解决了这 个问题。它既能改变电动机的起动特性保护拖动 系统，更能保证电动机可靠起动，又能降低起动 冲击 ，因此随着电力电子技术的快速发展，智能 型软起动器将会得到更广泛的应用。
电动机软启动的原理详解
电动机软启动的原理详解 电动机在启动时需要的电流大概是额定电流的6倍左右。
在这样的电流下，电动机会受到比正常工作时更大的冲击，这样的冲击会增加电机的损耗，减少电机的寿命，甚至当电流过大时会对机器内部的其他零件造成破坏。
电机软启动的研究主要是控制三相交流异步电机的启动，通过对三相交流异步电机的使用来实现电机的软启动，对电机的启动和停止提供保护。
这样的技术被广泛的应用在工业领域中，工业上用这种技术来取代传统的Y/△启动，取得了不错的效果。
电动机软启动的原理如下： 1、当点击启动时，晶闸管内部的电压逐渐升高，这时的电机会在电压的作用下缓慢的加速运行； 2、当运行的速度达到所需速度时，晶闸管会实现全导通，在这时，点击的电压与额定电压相同，这样既能够实现电机的软启动，又符合机器的机械性能，这样的启动让整个过程能够平稳运行。
1、在这样的情况下，电机在晶闸管的保护下正常运行，让电机受到更小的冲击和损耗，这样就能够显着提高电机的使用寿命，让电机保持良好的工作状态。
三相反并联晶闸管（SCR）能够调节软启动器的电压，是软启动器的调压器，当三相反并联晶闸管接入电路之后，其在电源和电机定子之间起到了一个连接的作用。
晶闸管交流调压软启动主要是通过改变晶闸管的连接方式，将传统的连接方式变成连接到三项绕组上，这样就实现了用并联的方式给晶闸管供电。
晶闸管软启动器具有很强的可调节性，因此用户们可以根据自己不同的需要对电机进行适当的调整，通过相应的改变让电机的启动方式更适合自身的需要。
软启动不仅能够大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击，延长关键零部件的使用寿命，同时还能大大缩短电动机启动电流的冲击时间，减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响，从而节约电能并延长电动机的工作寿命。
通过使用软启动技术，在电动机的选型上将可以选用容量较小的电动机，因而也能够减少不必要的设备投资。
星三角启动是依靠改变电机绕组的接线，从而改变电机启动时的电压，启动时的电压被降低，使启动电流变小，启动时对母线的冲击减小，达到电机启动时母线电压的压降在允许的范围内（要求母线压降不超过额定电压的10%），耦减压启动也是可以使电机启动时的电流减小，是通过自耦变压器电压抽头的改变而使电机启动时得到的电压降低，从而电流减小，减小对母线的冲击。
异步电动机软启动分析-论文..
异步电动机软启动分析届专业班级题目姓名学号指导教师职称站别论文成绩指导教师答辩成绩答辩委员会主任【内容摘要】近三十多年来，国外对晶闸管三相交流调压电路进行了广泛的研究，在工业应用领域得到广泛应用，在某些领域应用显示出独特的技术优势。
文章对异步电动机软启动做了分析。
【关键词】异步电动机；三相异步电动机原理；软启动；晶闸管电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。
直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。
而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。
一、三相异步电动机原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。
由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。
转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。
电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。
异步电动机软启动及节能运行控制研究设计
1 引言目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机(包括380V／660V低压电动机和3KV／6KV中压电动机)，有相当多的三相异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费了大量的电能。
究其原因，大致是由以下几种情况造成的：①由于大部分电机采用直接起动方式，除了可能对电网及拖动系统造成冲击和引发事故之外，超出正常8～10倍的起动电流会造成巨大的能量损耗；②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，且层层加码，结果使电动机容量过大，造成“大马拉小车”的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低；③从电动机所拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。
电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于1990年和1995年制定和修定了强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》(GB12497-1995)。
国家希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的发布对低压电动机的经济运行起了很大的促进作用，但对中压电动机则收效甚微。
其原因是：(1)中压电动机一般容量较大，一旦发生故障，其影响也大，因此对节电措施可靠性的要求就更高；(2)中压电动机节电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制，节电产品的开发在技术上难度更大一些。
到目前为止，国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。
我国“十五”期间节能计划中关于“电动机系统节能计划”指出：电动机是量大面广的高耗能设备，我国电动机的总装机容量已达4亿kW，年耗电量达6000亿kWh，约占工业耗电量的80%。
我国各类在役电机中，80%以上为0.55～200kW以下的中小型异步电动机，其中相当于世界近代技术水平的JO2系列的电动机约占70%，相当于70年代末水平的Y系列电动机不足30%，具有80年代水平的YX系列高效电动机所占的比例则更是微乎其微。
软启动器的工作原理分析
软启动原理：
在三相电源与电机间串入三相并联晶闸管，利用晶闸 管的移相控制原理，改变晶闸管的触发角，启动时电 机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐上升，电动机逐 渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压 的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免 启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结 束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶 闸管，为电动机正常运转提供额定电压。此外软启动 器还可以实现软停车，停车时先切断旁路接触器，然 后由软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小，使三相 供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小到零，停 车过程完成。
等故障。
软起动时起动电流大幅度降低，以上影响可完全免除。
⒊ 伤害电机绝缘，降低电机寿命
①大电流产生的热量反复作用于导线外绝缘，使绝缘 加速老化、寿命降低。
②大电流产生的机械力使导线相互摩擦，降低绝缘寿 命。
③高压开关合闸时触头的抖动现象会在电机定子绕组 上
产生操作过电压，有时会达到外加电压的5倍以上，这 样 , 高的过电压会对电机绝缘造成极大伤害。
（3）转矩控制起动。它是将电动机的起动转矩由小 到大线性上升，它的优点是起动平滑，柔性好，对 拖动系统有更好的保护，它的目的是保护拖动系统， 延长拖动系统的使用寿命。同时降低电机起动时对 电网的冲击，是最优的重载起动方式，它的缺点是 起动时间较长。
软启动典型控制图
软启动器接线图
软启动的特点:
（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过 逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线 性上升至设定值。
（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制， 使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起 动。
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异步电动机软启动分析
电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。
直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。
而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。
一、软启动的现状
交流电动机和直流电动机相比存在许多优点，但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。
所谓起动过程是在交流传动系统中，当异步电动机投入电网时，其转速由零开始上升，转速升到稳定转速的全过程。
如不采用任何起动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组起动电动机时，电机的起动电流可达额定电流的4～8倍，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。
同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，一般可达额定转矩的两倍以上。
起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。
而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。
因此，通常总是力求在较小的起动起动电流下得到足够大的起动转矩，为此就要选择合适的起动方法。
在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。
对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制，通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器将压起动、延边三角形起动。
而对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器起动、转子串电阻分级起动。
但这些传统的起动方法都存在一些问题。
1．定子串接电阻起动:由于外串了电阻，在电阻上有较大的有功损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此在降低了起动电流的同时、却付出了较大的代价—起动转矩降低得更多，一般只能用于空载和轻载。
2．Y--△起动:丫一△起动方法虽然简单，只需一个Y一△转换开关。
但是Y--△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来，对于高电压的电动机有一定的困难，一般只用于△接法380v电动机。
3．自祸变压器将压起动:自祸变压器将压起动，比起定子串接电抗器起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失的较少;比起卜△起动，有几种抽头供选用比较灵活，并且巩/峨较大时，可以拖动较大些的负载起动。
但是自祸变压器体积大，价格高，也不能拖动重负载起动。
4．延边三角形起动:采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机，除了简单的绕组接线切换装置之外，不
需要其他专用起动设备。
但是，电动机的定子绕组不但为△接，有抽头，而且需要专门设计，制成后抽头又不能随意变动。
随着电力技术(尤其是集成电路、微处理器以及新一代电力电子器件)的不断发展，异步电动机起动过程中的起动电流过高，起动转矩过小等问题得到了很好的解决。
从20世纪70年代开始推广利用晶闸管交流调压技术制作的软起动器，以及
采用微控制器代替模拟控制电路，发展成为现代的电子软起动器。
二、软启动的特点
电子软起动器相对于传统的起动方式，其突出的优点体现在:
1．电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调节，所以电子软起动器是无级调节的，能够连续稳定调节电机的起动，而传统起动的调节是分档的，即属于有级调节范围。
2．冲击转矩和冲击电流小。
软起动器在起动电机时，是通过逐渐增大晶闸管的导通角，使电机起动电流限制在设定值以内，因而冲击电流小，也可控制转矩平滑上升，保护传动机械、设备和人员。
3．软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。
4．根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流，节省电能。
5．由于采用微机控制，可在起动前对主回路进行故障诊断，且数字化的控制具有较稳定的静态特性，不易受温度、电源电压及时间变化等因素的影响，因此提高了系统的可靠性，有助于系统维护.
同时，软起动器还能实现直接计算机通讯控制，为自动化控制打下良好的基
础。
三、软起动的发展方向
1．短期展望:软起动将仍然以各种形式的降压（限流）软起动为它的主要形式。
从理论上说，性能价格比高的产品将占有更大的市场份额.但是，在各种应用场合，人们对于各种性能的侧重面不同，使各类起动产品(包括传统的星三角起动)都可能会赢得自己的市场。
2．长期展望:变频软起动将成为软起动的主流。
各种形式的降压软起动将与星三角起动等技术一起归并为传统的起动技术。
随着变频器价格的逐渐下降，可靠性的进一步提高，未来成为主流产品的软起动装置将是带有软切换功能的廉价的变频器。